专题一,化学反应的能量变化(一)

第一章：化学反应与能量,化学反应与能量的变化,教学目标：,1，了解化学方程式的含义；,2，能用盖斯定律进行反应热的计算；,3，了解化学在解决能源危机中的作用。,我们知道，一个化学反应的发生除了会有新物质生成外，还会伴随着能量的变化。,1、根据你所学习过的知识，总结出哪些是吸热反应，哪些是放热反应？2、化学反应为什么伴随着能量的变化？利用学过的知识分析，分别从微观角度、宏观角度。3、我们如何定量地描述一个化学反应到底释放或吸收了多少热量呢？,从反应物和生成物具有的能量去考虑,放热反应：E反E生,吸热反应：E反E生,能量,反应过程,反应物,生成物,放出热量,能量,反应过程,反应物,生成物,吸收热量,2H,HH,ClCl,断开1molHH键要吸收436kJ的能量。,2Cl,2HCl,H2+Cl22HCl,断1molClCl键要吸收243kJ的能量。,形成2molHCl键要放出2431kJ的能量。,放出183kJ的能量,二、化学反应的焓变,反应热：化学反应过程中所释放或吸收的热量,符号：H，单位：kJ/mol或kJmol-1,焓：是与内能有关的物理量,符号：H,焓变：反应产物与反应物的焓值差,符号：H,恒压条件下，化学反应的反应热等于焓变,HH（产物）H（反应物),H产物能量反应物能量,从焓变角度看：,从反应热角度看：,1.焓和焓变,H=QP,放热反应：吸热反应：,H0或H为“”,H0或H为“”,吸热,H0,放热,H0,反应热.焓变.键能的概念及其关系,(1)概念反应热焓变键能,化学反应中吸收或者放出的热量。,恒压条件下的反应热符号:HH0:吸热反应,破坏1mol化学键所吸收的能量(或形成1mol化学键所放出的能量),(2)三者的关系:,H=生成物的总能量反应物的总能量H=反应物键能的和生成物键能的和,例1：1molC与1molH2O(g)反应生成lmolCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为H=kJ/mol。,例2：拆开lmolHH键、lmolNH键、lmolNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3的反应热为1molH2生成NH3的反应热为。,2、热化学方程式：表示化学反应与热效应关系的方程式叫热化学方程式。热效应与反应条件、反应物和生成物的状态、物质的量有关。,我们认识了反应热，那么如何在化学方程式中正确反映其热量的变化？,通过以上两个例子，说明热化学方程式与一般的化学方程式的书写有什么不同？,热化学方程式与一般的化学方程式不同,(1)书写热化学方程式要注明反应的温度和压强，(为什么？)而常温、常压可以不注明；,(2)热化学方程式要标明物质的状态,(3)方程式后要隔一空格标出反应热H，吸热为“”，放热为“”，反应热数值要与化学式前系数对应；,(4)方程式中的计量系数表示实际反应的物质的物质的量，可以是整数也可以是分数，若化学方程式中各物质的系数加倍，则H的数值也加倍。,交流研讨已知在298K时,由氢气和氮气反应生成1molNH3(g)放热46.11kJ,将下列化学方程式写成热化学方程式。,写出下列反应的热化学方程式,课堂练习,1、1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g)，需吸收68kJ的热量；2、2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ热量；,简易量热计示意图,计算反应热需测定哪些数据？在实验中怎样准确测定这些数据？,3.反应热的测定,自制简易量热计,如何求算一个体系放出或吸收的热量呢？Q=-C(T2-T1)-C0m(T2-T1)C热容，当物质吸收热量温度升高时，温度每升高1K所吸收的热量，称为该物质的热容；C0比热容，单位质量物质的热容；T热力学温度，也叫开尔文温度，单位为KT(K)=t()+273.15.,4，测定中和反应的反应热,利用简易量热计测定室温下中和反应的反应热。1、向量热计内筒中加入1.0mol/L的盐酸100mL，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T12、向250mL的烧杯中加入1.0mol/L的NaOH溶液100mL，调节其温度，使之与量热计中盐酸的温度相同。3、快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。4、假设溶液的比热等于水的比热并忽略量热计的热容，根据溶液温度升高的数值，计算此中和反应的反应热。用同样的方法分别测定KOH溶液与盐酸反应，NaOH溶液与硝酸反应的反应热。,中和热的测定实验,在测定过程中应注意什么问题,(1)用保温性能好的仪器测量。(2)混合好后，迅速盖好装置盖子，减少热量的损失。(3)所用药品浓度的配制须准确,用强酸和强碱溶液,而且要是稀溶液。(4)宜用有0.1分刻度的温度计，读数尽可能准确，且估读至小数点后二位。同时应注意水银球部位要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测的精度。(5)记录最高温度。,测定中和反应的反应热,在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1mol水时放出的热。研究条件：稀溶液反应物：酸与碱生成物及其物质的量：1mol放出的热：57.3kJ/mol,注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱碱反应生成1molH2O放出的热小于57.3KJ/mol,5，中和热：,【提问】我们测得中和热数值如果不等于57.3kJ，你们认为造成误差的原因可能有哪些？,（1）量取溶液的体积有误差（2）药品的选用不当引起的误差（3）实验过程中有液体洒在外面（4）混合酸、碱溶液时，动作缓慢（5）隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差（6）测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。,练习50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是。（2）烧杯间填满碎纸条的作用是。（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值（填“偏大”“偏小”“无影响”）。（4）实验中改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量（填“相等”“不相等”），所求中和热（填“相等”“不相等”），简述理由：（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会；用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会。（均填“偏大”“偏小”“无影响”）,2020/4/25,6、燃烧热,1）.燃烧热的的概念:在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。,注：、在101kPa时，完全燃烧生成稳定的氧化物如:CC02，HH20(l)，SS02等、燃烧热通常由实验测得、可燃物以1mol为标准进行测量、其他化学计量数常用分数表示、用文字表述燃烧热（中和热）时，不带负号；若用H表示，则必须带负号。,2020/4/25,2）.表示的意义：,如:CH4的燃烧热为890.3KJ/mol.含义:在101KPa时,1molCH4完全燃烧时,放出890.3KJ的热量.,3.表示燃烧热的热化学方程式的书写：,应以1mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数(常出现分数),4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量,Q放=n(可燃物)H,CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）H=890.31KJ/mol,2020/4/25,5、注意：燃烧的条件是在101kPa（一般省略）；可燃物以1mol纯物质作为标准，因此书写热化学方程式时，其它物质的化学计量数可用分数表示；物质燃烧都是放热反应，所以表达物质燃烧时的H均为负值；生成的产物是稳定的氧化物，C的燃烧热是指生成CO2，而不是CO；H2的燃烧热是指生成H2O(l)，而不是H2O(g)；H2S的燃烧热是指生成SO2。如：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=285.8kJ/mol燃烧的热化学方程式和燃烧热的热化学方程式、中和反应的热化学方程式和中和热的热化学方程式,【思考】燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同？,2020/4/25,燃烧热与中和热的区别与联系,H0,单位kJ/mol,放热反应,1mol纯物质,1mol水,1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量;不同的物质燃烧热不同,酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol,2020/4/25,3）、有关燃烧热的计算,例1：10g硫磺在氧气中完全燃烧生成气态SO2，放出的热量能使500gH2O温度由18升至62.4，则硫磺的燃烧热为，热化学方程式为（已知每克水温度每升高1所需热量为4.18J）,2020/4/25,2H2(g)+O2g)=2H2O(l)H=-571.6kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H=-241.8kJ/mol求氢气的燃烧热。,1、已知：,2、石墨与金刚石的燃烧热是否相同（参照P7），为什么？请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。,答:H=-285.8kJ/mol,不相同,因为石墨与金刚石的晶体结构不同,共具有的能量也不相同C(石墨s）+O2（g）=CO2（g)H=-393.5kJ/molC(金刚石s）+O2（g）=CO2（g)H=-395.0kJ/mol说明金刚石具有的总能量高，不稳定,2020/4/25,3、下列各组物质的燃烧热相等的是：（）A.碳和一氧化碳B.1moL碳和2moL碳C.1moL乙炔和2moL碳D.淀粉和纤维素,B,285.8kJ/mol,2020/4/25,练习：分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热？判断依据是什么？A.C（s）O2（g）=CO(g)H=110.5kJ/molB.C（s）O2（g）=CO2(g)H=393.5kJ/molC.2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJ/molD.H2(g)12O2(g)=H2O(l)H=285.8kJ/molE.H2(g)12O2(g)=H2O(g)H=241.8kJ/mol,2020/4/25,能源是国民经济和社会发展的重要物质基础，它的开发和利用情况，可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平1、能源就是能提供自然资源，包括：2、我国目前使用的主要能源是，是不能。3.解决能源的办法是，即开发和节约，提高能源的。4.现在探索开发的新能源有等，新能源的主要优势是。,化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、生物能、风能、地热能、海洋(潮汐)能,利用率,太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能,三、能源,2020/4/25,讨论下列问题：1、能源、一级能源、二级能源,例:下列属于一级能源的是：属于二级能源的是：A风能B电能C氢能D阳光E天然气,ADE,BC,能源：能提供能量的资源一级能源：来自自然界未经转化的能源。二级能源：一级能源经过转化得到的能源形式。,2020/4/25,选择燃料的标准是什么?燃烧热、燃料的储量、开采运输储存的条件、价格、对生态环境的影响，等各方面综合考虑。,思考与交流,2020/4/25,1、1998年出现的全球温度大幅度升高，产生了显著的“厄尔尼诺”现象干旱和暴雨灾难，危害了许多地区。为了防止气候变暖的进一步恶化，联合国环境保护组织于1998年通过大会要求各国减少工业排放量的气体是()A.二氧化硫B.二氧化碳C.氮的氧化物D.碳氢化合物2、我国三峡工程所提供的清洁廉价强劲可再生的水电，相当于每年燃烧3106t原煤的火力发电厂产生的